Question

20．单缸四冲程汽油机的一个工作循环中对外做功1次，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成40个冲程，在做功冲程中，气体的温度降低，这是通过做功的方式减少内能．为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能．用水来冷却汽缸是因为水的比热容较大．

Answer 1

分析 （1）内燃机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是：吸气、压缩、做功、排气，一个工作循环中，只有做功冲程对外做功，活塞往复运动2次，曲轴转动2周；
（2）改变内能有两种方式：即做功和热传递；
（3）在自然界中水的比热容最大，在同样受冷和受热时温度变化小，常用来做冷却剂和取暖剂．

解答 解：（1）汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成，一个工作循环活塞上下往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次；
飞轮转速为1200r/min=20r/s，也就是1s飞轮转动20r，对外做功$\frac{20}{2}$=10次，完成10×4=40个冲程．
（2）在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，燃气的内能转化成活塞的机械能，燃气温度降低，这是通过做功的方式改变了内能；同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的．
（3）因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好．
故答案为：1；40；做功；热传递；比热容．

点评 本题考查内燃机的组成以及内燃机工作时的四个冲程及改变内能的两种方式，并能利用水的比热容最大这一特性来解释现实问题．